資源簡介

第六章 制作模型或原型
一、學科核心素養要求
1、技術意識：
（1）能結合具體案例的辨析，形成對技術的理性態度和評價。
（2）通過案例分析比較常見材料的應用環境。
2、工程思維：
材料、工具、工藝的選擇、比較及權衡。
3、物化能力：
（1）通過制作模型和原型掌握材料的合理加工。
（2）通過臺燈的案例分析，掌握制作模型材料和工具的選擇；通過PPT圖片和實物感受，了解各種電子電工工具的使用。
（3）理解對材料合理規劃，可提高材料的利用率，保證產品的質量。
（4）木工常用工具的使用方法。
4、創新設計：
讓學生理解，設計產品時，要綜合考慮材料的性能、材料的工藝性以及材料的成本。
5、圖樣表達：
（1）識讀常見的技術圖樣。
（2）能根據設計方案制作模型和原型。
二、教學重點
（1）知道模型及其功能；使設計對象具體化，便于交流溝通；幫助分析設計的可能性，把握設計的可靠性。
（2）理解模型制作在產品設計的不同階段的不同作用。
（3）通過案例分析，讓學生掌握常見材料的應用環境和特性。
（4）根據設計的方案和產品用途，選擇合適的材料，并對材料進行合理的規劃。
（5）工藝的含義和常用工藝的種類。
（6）學習木工加工工藝與工具使用的方法。
三、教學難點
（1）認識模型作為設計方法和手段在設計中的應用。
（2）認識模型在設計中的應用。
（3）體驗工藝的價值。
（4）學習木工加工工藝與工具使用的方法。
（5）根據設計方案和已有條件選擇加工工藝，并正確、安全的操作。
四、教學過程
（一）認識模型或原型
1、模型：模型是根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達所設計的產品的比例、尺度、線型、色彩、材質以及每一個構成面。它是一種實體設計語言，為設計的表達和交流提供了一條有效途徑，使設計委托者、生產單位和設計人員之間能夠直接溝通。
由于大部分工業產品是在大規模、自動化和巨額資金投入下生產出來的，因此僅憑圖紙提供設計意圖很難把握設計的可靠性。一旦失敗，損失將十分慘重。所以，一件較復雜的產品必須通過模型制作，才能投入生產。
模型制作是技術設計中的一個環節，也是一種技術方法。通過模型可以研究技術活動的規律和特征。在實際設計時，往往需要根據不同的要求制作不同的模型。
2、草模
草模用于產品造型設計的初期階段，它可以采用立體模型將設計構思簡單地表達出來，供設計人員深入探討時使用。
3、概念模型
概念模型用于設計構思初步完成之后，在草模的基礎上，用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、產品與環境的關系等，從整體上表現產品造型的完整概念。
4、結構模型
結構模型用于研究產品造型與結構的關系，能夠清晰地表達產品的結構尺寸和連接方法，并在一定條件下用于試驗。
5、功能模型
功能模型主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。
6、展示模型
展示模型是在結構模型與功能模型的基礎上，采用真實材料，按照準確的尺寸，選擇恰當的比例，做成的與實際產品形態高度相似的模型。作為產品的樣品，展示模型為研究人機關系、結構、制造工藝、外觀以及市場宣傳等提供了實體形象，并可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據。
7、制作臺燈的草模
體驗目的：通過臺燈草模的制作，了解草模在技術設計中的作用。
情境展示：在向老師和同學們介紹設計方案時，孫宇用平面設計草圖進行展示，溝通交流時做了詳細的文字介紹和口頭說明，費了很大的勁才將設計構思清晰地展現出來。
問題分析：草模制作過程蘊含著豐富的思維轉換過程。如何運用草模將設計構思盡可能準確地表達出來是問題的關鍵。此外，還要考慮制作草模的材料、連接方式、加工工藝及其相應的技術參數等。
材料：造型材料（泡沫、橡皮泥、土豆、蘿卜等）、支撐材料（牙簽、吸管等）。
工具：美工刀、剪刀、尖嘴鉗、熱切割刀。
主要過程：
（1）按照設計方案分別制作臺燈草模的底座、燈罩等部件。
（2）使用牙簽、吸管等材料將臺燈的不同部件連接起來。
（二）常用的制作工具
1、木材
教師：生活中由木材制作的產品有哪些？
學生：木制家具、木雕 、木橋、木碗等。
教師：木材能夠廣泛應用的原因是什么？
學生：木材具有較好的強度性能和良好的加工性能。
教師：介紹木制材料的種類（用圖片說明簡單介紹）。
教師：劈柴時為什么總是順著木柴的“絲”（紋路）來劈，不橫向劈呢？
學生：實木材料具有各向異性的特點。
教師：木板可分為實木板材和人工板材。人工板材門與實木板材門相比其最大的優點在哪里？
學生：人造板材幅面大。
學生討論：實木板材和人工板材的優缺點（通過討論實木板材和人工板材的優缺點讓學生進一步理解實木板材和人工板材的性能和應用環境）。
2、金屬
教師：古代造橋和現代造橋分別采用什么材料？
學生：古代造橋主要采用木材和石材，現在造橋主要采用金屬（鋼材）。因為金屬（鋼材）強度比木材大，自重比石材輕。
強度：材料在力的作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。
教師：為什么框鋸不能鋸割金屬，手鋸能鋸割金屬？
學生：框鋸的鋸條的硬度比金屬低，手鋸鋸條的硬度比金屬高。
硬度：材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。
硬度也是材料的力學性能之一。
3、塑料
教師：為什么用塑料桶取代木桶，生活中還有哪些用品被塑料制品取代？
學生：塑料桶輕便、價格低廉、加工成型方便。自行車腳踢板、鞍座，汽車內飾、保險杠，箱子等。
塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料
熱塑性塑料：應用最廣的塑料之一，以熱塑性樹脂主要成分，并添加各種助劑而配制而成。在一定的溫度條件下，塑料能軟化或熔融成任意形狀，冷卻后形狀不變；這種狀態可多次反復且始終具有可塑性。適用于各種薄膜、薄片、管材等制件，廣泛用于包裝、雨具、育苗薄膜以及生活用品、玩具等產品中。
熱固性塑料：指在初次成型后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料。適用于炒鍋鍋把手和高低壓電器外殼。
4、新材料
介紹：磁性材料、木質3D打印材料、木質素纖維。
（三）模型的制作
工藝是指利用工具和設備對原材料、半成品進行技術處理，使之成為產品的方法和過程。它體現了生產活動中的知識和經驗，并隨著人們認識的深入和經驗的累積而不斷地改進和發展。工藝分為很多種，常見的有加工工藝、裝配工藝、檢測工藝和表面處理工藝等。
一件木制品是由若干構件組成的。在加工之前，需要根據設計作品的規格、尺寸等，在待加工的材料上用相應的工具畫出加工輪廓線、基準點和基準線。
為了保證畫線準確無誤，以及檢測零件是否符合圖樣的要求，就需要用測量工具來進行相應的測量。由于不同零件有不同形狀和不同精度要求，因此，量具也有不同的類型和規格。木工工藝中常用的量具有鋼卷尺、鋼直尺、角尺，常用的畫線工具有木工鉛筆、墨斗、畫線規等。
鋸割是將尺寸較大的木材沿著畫定的線開鋸、分解、開榫、鋸削、截斷的一種操作，在木材成型加工中較為常用。鋸割加工中使用的工具是鋸子，鋸子的種類很多，常用的有板鋸、刀鋸、鋼絲鋸等。
鋸割加工時，鋸縫會有一定的消耗量，因此在畫線時，要根據鋸割的需要留出一定的余量。對于鋸縫的消耗量，一般大鋸約為4毫米，中鋸為2～3毫米，細鋸為1.5～2毫米。
對于木質板材的切割，除了使用傳統的木工鋸外，還可以使用激光切割機等設備對木板進行精確、快速地切割。
木工常用的鉆孔工具有鑿子、手搖鉆、手電鉆和臺鉆等。使用手電鉆時，應單手持鉆，對準孔中心，扣緊開關，均勻用力加壓。待孔快鉆透時，減小壓力。
木材的連接方式主要有螺栓連接、釘接、榫接、合頁連接、膠連接等。
木工表面處理的方式有很多種。比較大的木料表面可以用木工刨削，小的加工面可以用木銼銼削，還可以用拋光機和細砂紙打磨處理，最后用油漆涂刷，完成表面處理。
在電氣元器件和連接臺燈電路時，還需要電子電工工具。
五、教學反思

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